[發明專利]棉纖維雜質的檢測方法

有效

• 申請號: 201210151410.7
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN102680481A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 陳濤;肖中高;袁光輝;郭鵬輝
• 申請（專利權）人: 陜西長嶺紡織機電科技有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01B11/28
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，涉及一種棉纖維雜質的檢測方法。

背景技術

棉纖維的雜質檢測廣泛采用的是稱重雜質的方法，該方法測試結果誤差很大，而且操作復雜，需要的人工較多，不能實現自動化測量，造成很大的人力和物力等方面的巨大浪費。

發明內容

本發明的目的是提供一種棉纖維雜質的檢測方法，采用數字圖像處理方法，通過棉纖維雜質檢測系統采集到帶雜質的棉纖維圖像，并計算出棉纖維里的雜質粒數和雜質面積。

本發明所采用的技術方案是，一種棉纖維雜質的檢測方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、白板校正

采用一光學圖像法測量棉纖維雜質的裝置，該裝置的結構：包括測試窗口，在測試窗口下部的兩側對稱裝有兩路標準光源且兩路標準光源與測試窗口垂直線成45度角的方向，在測試窗口正下方裝有鏡頭，鏡頭通過光學調節器與攝像機連接，光源采用對稱的、同功率、同色溫的鹵鎢燈，在光學系統的接收光路上裝置了光闌；

將白板放置在上述光學圖像法測量棉纖維雜質裝置的測試窗口上，兩路標準光源照射在測試窗口上，反射回來的光經過鏡頭、光學調節器進入攝像機，攝像機進行拍照，獲得白板圖像的信息；然后從測試窗口上取掉白板，將帶有雜質的棉纖維放置在測試窗口上，用攝像機采集帶有雜質的棉纖維圖像信息，接著用獲得的白板圖像的信息對帶有雜質的棉纖維圖像信息進行校正；

步驟2、高斯模糊濾波

將步驟1校正過后的帶雜質的棉纖維圖像進行高斯模糊濾波，高斯模糊濾波采用5×5的模板進行濾波，經過濾波處理之后，對噪聲進行濾除；

步驟3、圖像的分割閾值尋找

采用直方圖的最大類間方差閾值分割法對步驟2高斯模糊濾波后的帶雜質的棉纖維圖像進行二值化處理，得到二值化的圖像；

步驟4、進一步的消除噪聲

將步驟3得到二值化的圖像，先通過腐蝕算法處理進一步消除噪聲，腐蝕模板選擇為3×3的模板，消除圖像中一般的細小雜點，同時也縮小了圖像中雜質的面積；為了恢復原圖像的面積大小，再采用膨脹算法進行恢復；

步驟5、對二值化圖像統計面積和雜質點個數

步驟4中經過消除噪聲后的二值化圖像，其中灰度為(0,0,0)的像素就是圖像中的雜質所占的像素，灰度為(255,255,255)的像素就是圖像的背景像素；然后通過對棉纖維圖像中的雜質所占的像素進行遍歷，從而統計出雜質所占的像素的個數，即雜質面積；所有相鄰接的像素被統計為一個雜質點，對整幅圖像經過遍歷后，即統計出雜質點的個數；

雜質所占像素進行遍歷的方法具體按照以下步驟進行：

選擇帶雜質的棉纖維圖像為一固定像素大小的二值化圖像，記作G1；

步驟a

設置一個大小與該遍歷方法中選擇的二值化圖像像素大小相同的棧空間，按從左到右、從上到下的順序訪問圖像G1中的每一個像素，如果該像素灰度為(0,0,0)且未設置訪問標記，則設置訪問標記并入棧，否則繼續訪問下一個像素點；

步驟b

若棧非空則進行出棧操作，對每次出棧的元素計數，并判斷與其相鄰接的8個像素點，如果灰度為(0,0,0)且沒有訪問標記，則入棧，否則不入棧；

步驟c

當棧不為空的時候，循環執行步驟b，直到棧為空；

當棧為空的時候，就是所有鄰接像素都訪問完畢的時刻，此時所有相鄰接的像素灰度值為(0,0,0)的像素點都被設置訪問標記并計數，此時的計數值即為該雜質點面積的所占像素的數量，并統計到一個雜質點；

步驟d

繼續訪問還未訪問到的像素點，如果該像素點灰度為(0,0,0)，則入棧并循環執行步驟b至步驟c的過程，直到訪問到圖像的最后一個像素點，即完成了雜質點數和雜質面積的初步統計；

步驟6、進一步的校正

為了校正儀器誤差和使用誤差，需要利用標準雜質板進行校正，標準雜質板是給出了雜質點個數和面積的標準計量用具，將標準雜質板用上述步驟5中步驟a至步驟d的遍歷方法進行測試，并和標準雜質板標注的值進行擬合，具體過程如下：

取標準雜質板，對每個標準雜質板的圖像都按步驟5中步驟a至步驟d進行處理，分別獲得每一個標準雜質板的雜質個數和雜質面積；設測試的標準雜質板的數量為n，則對雜質粒數和雜質面積按如下方法分別進行線性擬合：

測試值：求和，設為S1，求平均值，設為AVG1；

標準值：求和，設為S2，求平均值，設為AVG2；

測試值和標準值的每個值兩兩相乘，然后累加，和記作S，